
【化】 acid-base indicator; pH indicator
酸碱指示剂(英文:Acid-Base Indicator)是一种通过颜色变化来定性或半定量检测溶液酸碱性的化学物质。其核心原理是分子结构随pH值改变而发生可逆变化,导致吸收光谱改变从而呈现不同颜色。以下是详细解释:
酸碱指示剂通常是有机弱酸或弱碱,其共轭酸/碱形式具有显著颜色差异。以酚酞为例,其分子结构在酸性环境中(pH < 8.2)为无色内酯式,碱性环境中(pH > 10.0)转化为红色醌式结构,反应可表示为:
$$ce{HIn + OH- <=> In- + H2O}$$
(HIn为酸式色,In⁻为碱式色)
来源:IUPAC《分析化学术语》
指示剂颜色变化的pH区间,由人眼对颜色敏感度决定。例如甲基橙的变色范围为pH 3.1(红)至4.4(黄)。
当[HIn] = [In⁻]时,pH = pKₐ,此时颜色为中间色调。酚酞的pKₐ≈9.4。
来源:《分析化学基础》(高等教育出版社)
指示剂名称 | 英文名 | 酸式色 | 碱式色 | 变色范围(pH) |
---|---|---|---|---|
甲基橙 | Methyl Orange | 红色 | 黄色 | 3.1–4.4 |
溴甲酚绿 | Bromocresol Green | 黄色 | 蓝色 | 3.8–5.4 |
酚酞 | Phenolphthalein | 无色 | 粉红 | 8.2–10.0 |
石蕊 | Litmus | 红色 | 蓝色 | 4.5–8.3 |
来源:NIH《实验室安全指南》
来源:ACS《分析化学实践标准》
权威参考来源:
- 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)术语库:https://goldbook.iupac.org/terms/view/A00073
- 美国化学会(ACS)试剂标准:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ac50005a040
- 中国国家标准《化学试剂 指示剂pH变色域测定通则》(GB/T 603-2023)
酸碱指示剂是一类通过颜色变化来检测溶液酸碱性的化学试剂,其核心原理基于分子结构变化引起的颜色差异。以下是详细解释:
酸碱指示剂(也称pH指示剂)通常是弱有机酸或弱有机碱(如酚酞、甲基橙等),它们的分子和对应的离子形式(酸式/碱式)具有不同颜色。例如,酚酞在酸性溶液中以无色分子形式存在,在碱性溶液中转化为红色离子。
指示剂 | 酸性颜色 | 碱性颜色 | 典型应用场景 |
---|---|---|---|
石蕊试液 | 红色 | 蓝色 | 实验室快速检测酸碱 |
酚酞试液 | 无色 | 红色 | 强碱滴定终点的判定 |
甲基橙 | 红色 | 黄色 | 强酸滴定终点的判定 |
早期人类使用天然植物色素(如紫罗兰汁)作为指示剂,19世纪后合成指示剂(如酚酞)逐步取代天然材料,应用范围扩展至更多科学领域。
通过以上分点解释,可全面理解酸碱指示剂的定义、原理及实际意义。如需更详细数据(如具体实验操作),可参考权威化学教材或专业文献。
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